Алмаз – минерал и единственный драгоценный камень, состоящий из одного элемента. Название, возможно, происходит от греч. «адамас» (непобедимый, непреодолимый) или от арабского «алмас» (персидское «элма») – очень твердый. Алмаз – это кристаллический углерод. Углерод существует в нескольких твердых аллотропных модификациях, т.е. в различных формах, имеющих разные физические свойства. Алмаз – одна из аллотропных модификаций углерода и самое твердое из известных веществ (твердость 10 по шкале Мооса).
Прикрепленные файлы: 1 файл
Алмаз – минерал и единственный драгоценный камень, состоящий из одного элемента. Название, возможно, происходит от греч. «адамас» (непобедимый, непреодолимый) или от арабского «алмас» (персидское «элма») – очень твердый. Алмаз – это кристаллический углерод. Углерод существует в нескольких твердых аллотропных модификациях, т.е. в различных формах, имеющих разные физические свойства. Алмаз – одна из аллотропных модификаций углерода и самое твердое из известных веществ (твердость 10 по шкале Мооса).
почему АЛМАЗ САМЫЙ твердый минерал?
Алмаз – это природное вещество, драгоценный камень, техническое сырье. Он был известен в далеком прошлом, широко применяется в настоящем, велики перспективы его использования в будущем.
Человек узнал этот твердый, прозрачный, блестящий, играющий всеми цветами радуги камень еще на ранних стадиях развития цивилизации. С тех пор, как научились обрабатывать, шлифовать и полировать алмазы, они стали еще более блестящими, их цветовая игра усилилась, по существу до конца раскрылась природная красота камня — и алмаз, превращенный в бриллиант, стал еще больше цениться.
С развитием техники, когда возникла необходимость в новых видах минерального сырья, в частности для обработки камня, металлов, а в последующем различных твердых синтетических материалов, алмаз приобрел как бы вторую жизнь. Были выявлены и изучены его высокие абразивные свойства, с которыми связаны возможности использования алмазов в промышленности. В настоящее время существование всей обрабатывающей промышленности и машиностроения (от создания мощных агрегатов до изготовления тончайших механизмов и приборов) практически немыслимо без применения алмазов в той или иной части технологического процесса. Вместе с тем и сейчас алмаз, как и раньше, остается одним из самых красивых и дорогих драгоценных камней, идущих на создание различных ювелирных изделий и украшений, многие из которых являются настоящими произведениями искусства.
Если в последние годы в промышленности все больше и шире используются алмазы как абразивный материал (абразивные порошки, пасты, шлифовальные круги, алмазные пилы, стеклорезы и т.д.), что основано прежде всего на их чрезвычайно высокой твердости, то в будущем с дальнейшим ростом научно-технического прогресса несомненно найдут применение и другие исключительные свойства такого вещества, как алмаз. В данной работе будут представлены строение алмаза, его исключительные свойства, способы получения и применения.
Алмазы под ногами? Как отличить алмаз от кварца.
2. Нахождение алмазов в природе.
Алмазы – редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов известны на всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько видов месторождений алмазов. Уже несколько тысяч лет назад алмазы в промышленных масштабах добывались из россыпных месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты алмазоносные кимберлитовые трубки, стало ясно, что алмазы не образуются в речных отложениях.
О происхождении и возрасте алмазов до сих пор нет точных научных данных. Ученые придерживаются разных гипотез — магматической, мантийной, метеоритной, флюидной, есть даже несколько экзотических теорий. Большинство склоняются к магматической и мантийной теориям, к тому, что атомы углерода под большим давлением (как правило, 50 тыс. Атм) и на большой глубине (≈ 200 км) формируют кубическую кристаллическую решетку – собственно алмаз. Камни выносятся на поверхность вулканической магмой во время формирования кимберлитовых трубок – «трубок взрыва».
Возраст алмазов, по данным некоторых исследований, может быть от 100 млн до 2,5 млрд лет. Рис. 1. Алмаз в материнской породе.
Алмазы встречаются также в метаморфических комплексах сверхвысоких давлений. Они ассоциируют с эклогитами и глубокометаморфизованными гранатовыми гнейсами. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах. Они имеют очень древнее, досолнечное происхождение.
Также они образуются в крупных астроблемах – гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза. Известным месторождением такого типа является Попигайская астроблема на севере Сибири.
И импактные, и метаморфические алмазы иногда образуют весьма масштабные месторождения, с большими запасами и высокой концентрацией. Но в этих типах месторождений алмазы мелки настолько, что не имеют промышленной ценности. Промышленные месторождения алмазов связаны с кимберлитовыми и лампроитовыми трубками, приуроченными к древним кратонам. Основные месторождения этого типа известны в Африке, России, Австралии и Канаде.
Рис. 2. Алмаз в материнской породе.
В России первый алмаз был найден 4 июля 1829 года на Урале в Пермской губернии на Крестовоздвиженском золотом прииске четырнадцатилетним крепостным Павлом Поповым, который нашел кристалл, промывая золото. За 28 лет дальнейших поисков в том месте был найден только 131 алмаз общим весом в 60 карат.
Поиск алмазов в России вёлся почти полтора века, и только в середине 50-х годов были открыты богатейшие коренные месторождения алмазов в Якутии. Алмазоносную глину добывают здесь открытым способом—экскаваторами и бульдозерами. Россыпные месторождения алмазов в руслах рек можно разрабатывать с помощью драг, как и золотые россыпи.
Чтобы извлечь алмазы из глинистой породы, ее пропускают через дробилки с упругими подшипниками — их валки размалывают глину, но не могут повредить твердого алмаза. Измельченную глину промывают водой: куски, в которых прячутся алмазы, будучи более тяжелыми, опускаются на дно. Для того чтобы отделить алмазы от оставшейся молотой глины, ее подсушивают, а затем пропускают через вибрирующие столы, смазанные вазелином. Пустая порода скатывается, алмазы прилипают.
21 августа 1954 года геолог Лариса Попугаева открыла первую кимберлитовую трубку за пределами Южной Африки. Её название было символично — «Зарница». Следующей стала трубка «Мир», что тоже было символично после Великой Отечественной войны. Была открыта трубка «Удачная». Такие открытия послужили началом промышленной добычи алмазов на территории СССР.
На данный момент львиная доля добываемых в России алмазов приходится на якутские горнообрабатывающие комбинаты. Кроме того, крупное месторождение алмазов находится на территории Красновишерского района Пермского края.
3. Строение алмаза.
Основное состояние атома — это состояние с максимальным числом неспаренных валентных электронов. Образованию химической связи между атомами углерода предшествует переход атомов в возбужденное состояние с максимальным числом неспаренных электронов по схеме 2s2-2p2 → 2sl2pl2p12p1. Потенциал ионизации атома углерода 11,256 эВ. Атомы углерода, соединяясь, образуют ковалентные связи (металлическая связь не может образоваться, так как слишком велика энергия отрыва электрона: сродство к электрону атома углерода — 1,27 эВ).
В результате sp3-гибридизации валентных электронов образуются четыре равноценные δ-связи (рис. 3, в) под углом 109°28′ друг к другу, направленные к вершинам правильного тетраэдра. Так связаны атомы в алмазе, а также лонсдейлите, метане, адамантане.
Атомы углерода могут быть в состоянии, при котором происходит 2sp2-гибридизация электронов. Каждый атом углерода образует три δ-связи в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга (рис. 3,б) и, кроме того, дополнительно имеет по одному p-электрону. Вследствие перекрывания электронных облаков над и под плоскостью, в которой находятся атомы с δ-связями, p-электроны образуют π-связи. Так связаны атомы углерода в графите и ароматических соединениях.
Рис. 3. Формы spn – гибридных орбиталей:
а) две sp – орбитали (α = 180°); б) sp2 – орбитали (α = 120°); sp3 – орбитали (α = 109°28’).
Возможна также sp-гибридизация атомов углерода, при которой образуются две δ-связи под углом 180° друг к другу (рис. 3, а) и в результате перекрывания двух орбиталей каждого из атомов углерода две π-связи. Так связаны атомы в карбине, ацетилене и его производных.
Также существуют аморфные и частично кристаллические переходные формы углерода (сажа, кокс, стеклоуглерод и др.), в которых сочетаются различные типы связей.
Алмаз. Сингония кубическая; пространственная группа 07h — Fd3m; кристаллическая решетка — алмазного типа (рис. 4); Z = 8; К. Ч. – 4.
Кристаллы обычно имеют форму октаэдра, ромбододекаэдра, куба и тетраэдра.
Рис. 4. Элементарная ячейка алмаза.
Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза представляет собой гранецентрированный куб, в котором в четырех секторах расположенных в шахматном порядке, находятся атомы углерода. Иначе алмазную структуру можно представить как две кубических гранецентрированных решетки, смещенных друг относительно друга по главной диагонали куба на четверть её длины. Структура аналогичная алмазной установлена у кремния, низкотемпературной модификации олова и некоторых других простых веществ.
Кристаллы алмаза всегда содержат различные дефекты кристаллической структуры (точечные, линейные дефекты, включения, границы субзерен и т.п.). Такие дефекты в значительной степени определяют физические свойства кристаллов.
Рис. 5. Геометрия кристаллов алмаза: а) виды решеток; б) внешний вид кристаллов
Наблюдаются также радиально-лучистые, волокнистые, скорлуповатые или тонкозернистые агрегаты:
баллас – мелкие округлые лучистые агрегаты;
карбонадо – тонкозернистые пористые агрегаты серого или черного цвета;
борт (нидерл) – кристаллы и агрегаты алмаза низкого качества, непригодные для огранки, используются как абразивные материалы.
Источник: www.referat911.ru
Алмаз
Наиболее обычны октаэдрические кристаллы до 10 см или более, а так же додекаэдрические, тетраэдрические и кубические. Грани обычно закруглены и покрыты штриховкой; сферические с внутренней радиальной структурой.
Цвет: бесцветный, от бледно-желтого до темно-желтого, коричневый, белый, голубовато-белый; менее обычно оранжевый, розовый, зеленый, синий, красный, от серого до черного. Спайность совершенная по . Хрупкий. Прозрачный до просвечивающего. Блеск алмазный до жирного. Обладает флюоресценцией и фосфоресценцией, трибоэлектрическими свойстами.
Самая большая теплопроводность из всех известных веществ.
В основном алмаз образуются в трубках, менее обычно в дайках, глубинного изверженного происхождения, состоящих из кимберлита или лампроита и в россыпях, формируемых выветриванием. В каменноугольных ахондритах и железных метеоритах; могут формироваться ударным воздействием.
Алмаз ассоциирует со следующими минералами: форстерит, флогопит, пироп, диопсидом, ильменит (кимберлитовые трубки); ильменит, гранат, рутил, брукит, анатаз, гематит, магнетит, турмалин, золото, циркон, топаз (россыпи).
Показать карту находок
Источник: webmineral.ru
Алмаз как минерал
За более чем полувековую историю присутствия на мировом рынке российские алмазы приобрели общепризнанную репутацию наиболее привлекательного товара для потребителя. Почему?
Во – первых, в общей массе, добываемых на российских месторождениях камней, присутствует большое количество кристаллов правильной формы, что позволяет производителям получать дополнительные технологические преимущества при изготовлении бриллиантов идеальных пропорций.
Во — вторых, цветовые характеристики российских алмазов считаются одними из лучших в мире, то есть возможность получения бриллианта «чистой воды» из российского сырья намного больше, чем из алмазов каких-либо других источников.
В – третьих, в алмазном сообществе широко известно, что российские алмазы наиболее удобны в обработке. Производители бриллиантов, имеющие многолетний опыт работы с российскими алмазами, подтверждают, что именно алмазы, добытые на российских месторождениях, обладают такими уникальными морфологическими свойствами, которые позволяют во многом избежать технологических издержек, увеличивают скорость операций при обработке.
Каждый бриллиант проходит специальную геммологическую экспертизу, на основании которой выдается сертификат соответствия, являющийся, по сути, единственным подтверждением истинности бриллианта. Сертификат соответствия отражает основные характеристики бриллианта: вес, цвет, чистоту огранки.
Вес
Стоимость бриллианта рассчитывается исходя из цены одного карата. Чем больше вес бриллианта — тем выше его стоимость. Вес бриллианта измеряют на специальных весах. Его также можно приблизительно определить по диаметру камня. Но не только вес бриллианта влияет на цену — важна также чистота бриллианта, цвет и форма его огранки.
Соотношение веса и размера
Цвет
Бриллианты различают по цветовым оттенкам — от бесцветного до желто-коричневого. Для определения цвета бриллианта камень сравнивают с эталоном, после чего ему присваивают соответствующий индекс по шкале цвета. По признанной в мире системе GIA (Гемологический Институт Америки) цвет характеризуется литерой от A до Z, по отечественным технологическим требованиям — цифрой от 1 (бесцветный) до 9 (коричневый).
| < или равно 0,29 ct | равно или > 0,30 ct | GIA | Описание |
| 1 | 12 | DE | Голубовато-белый |
| 2 | 3 | F | С едва уловимым оттенком |
| 3 | 45 | GH | С незначительным оттенком желтизныСеровато-белый, желтовато-белый |
| 4 | 67 | IJ | Белый с едва уловимым цветным оттенком |
| 5 | 8 (1-5) | K-L | Бледно-желтоватый |
| 6 | 6 (1) | M-N | Желтоватый оттенок |
| 7 | 9 (1-4) | O-RS-Z | Желтоватый оттенокЖелтые |
Чистота
Чистота — степень свободы от природных включений и дeфектов. Степень чистоты определяется по шкале чистоты: чем ниже показатель, тем выше чистота бриллианта.
| < или равно 0,29 ct | равно или > 0,30 ct | GIA | Описание |
| 1 | 1 | IF | Чистый под лупой |
| 2 | 2 | VVS1 | Очень-очень мелкие включения |
| 3 | 3 | VVS1 | |
| 4 | 4 | VVS2 | |
| 4 | 5 | VS1 | Очень мелкие включения |
| 5 | 6 | VS2 | |
| 5 | 7 | SI1 | Мелкие заметные включения |
| 5 | 7a | SI2 | |
| 6 | 8 | SI3 | |
| 6 | 9 | I1 | Включения, заметные невооруженным глазом |
| 7 | 10 | I2 | |
| 8 | 11 | I3 | |
| 9 | 12 | I3 |
Огранка
Огранка — обработка драгоценных камней для придания им определенной формы и максимального выявления их игры и блеска. Традиционная форма огранки — круглая. Форма и пропорции, качество огранки и полировка — всё это влияет на игру и блеск бриллианта, следовательно, и на его стоимость.
Источник: uvelir.info